গ্যাসের সূত্রাবলি (Gas laws)

গ্যাসের সূত্রাবলি (Gas laws) :

চাপ ও উষ্ণতার পরিবর্তনের সঙ্গে গ্যাসের আয়তনের পরিবর্তনের সূত্রগুলিকে গ্যাসের সুত্র বলে ।

[1] বয়েলের সূত্র (Boyle's Law) : উষ্ণতা স্থির থাকলে, নির্দিষ্ট ভরের যে কোনো গ্যাসের আয়তন ওই গ্যাসের চাপের সঙ্গে ব্যাস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয় ।

• বয়েলের সূত্রের গাণিতিক রূপ : নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন যদি V হয় এবং এর চাপ P হয়, তাহলে বয়েলের সূত্রানুযায়ী [tex]V \propto {1 \over P}[/tex],যদি উষ্ণতা স্থির থাকে । অথবা, PV = ধ্রুবক । স্থির উষ্ণতায় কোনো নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের চাপ যদি P₁, P₂, P₃ ইত্যাদি হয় এবং আয়তন যথাক্রমে V₁, V₂, V₃ ইত্যাদি হয়, তাহলে বয়েলের সূত্রানুযায়ী P₁V₁ = P₂V₂ = P₃V₃ = K (ধ্রুবক) ।

[2] চার্লসের সূত্র (Charles' Law's) : চাপ স্থির থাকলে নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন প্রতি ডিগ্রি সেলসিয়াস উষ্ণতা বৃদ্ধি বা হ্রাসের জন্য ওই গ্যাসের 0^oC উষ্ণতায় যে আয়তন হয়, তার [tex]{1 \over 273}[/tex] অংশ যথাক্রমে বৃদ্ধি বা হ্রাস পায় । [tex]{1 \over 273}[/tex] ভগ্নাংশটিকে স্থির চাপে গ্যাসের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক বলা হয় ।

• সূত্রের ব্যাখ্যা : চার্লসের সূত্রানুযায়ী এখান ধরা যাক, 0^oC উষ্ণতায় কোনো নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের আয়তন = V_o

অতএব চার্লসের সূত্রানুসারে,

1^oC উষ্ণতায় গ্যাসটির আয়তন = [tex]{V_o} + {{{V_o}} \over {273}}[/tex]

2^oC উষ্ণতায় গ্যাসটির আয়তন = [tex]{V_o} + {{2{V_o}} \over {273}}[/tex]

t^oC উষ্ণতায় গ্যাসটির আয়তন = [tex]{V_o} + {{t{V_o}} \over {273}}[/tex]

অর্থাৎ t^oC উষ্ণতায় গ্যাসটির আয়তন V_t ধরলে, [tex]{V_t} = {V_o}\left( {1 + {1 \over {273}}} \right)[/tex]

এই সমীকরণটি চার্লসের সূত্রের আঙ্কিকরূপ নির্দেশ করে ।

যদি উষ্ণতা বৃদ্ধি না করে হ্রাস করা হয়, তবে t^oC উষ্ণতা হ্রাসে গ্যাসের আয়তন হবে,[tex]{V_t} = {V_o}\left( {1 - {1 \over {273}}} \right)[/tex]

*****